2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of point process models and prediction methods for non-stationary seismic activity
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20K11722
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
野村 俊一 早稲田大学, 商学学術院(会計研究科), 准教授(任期付) (70719640)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 昌之 気象庁気象研究所, 地震津波研究部, 主任研究官 (10742728)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 地震予測 / 繰り返し地震 / 更新過程 / スプライン関数 / ベイズ予測 / ブライヤースコア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Nomura et al. (2017, Geophysical Journal International)にて開発した小～中規模の繰り返し地震活動に基づいてプレート間準静的滑り速度をB-スプライン関数で推定する非定常更新過程モデルの改良の継続を行った．改良モデルでは，滑り速度の代わりに相対的な応力蓄積率の時空間変化を時間域の自然3次スプライン関数と空間域の薄板スプライン関数とのテンソル積で表現した上でベイズ事後確率最大化により推定している．さらに，正規近似した事後分布からの各サンプルについてスプライン関数を将来に渡って補外して応力蓄積率の将来推移を短期的に予測することで，繰り返し地震の将来発生時期に対するベイズ予測分布を算出し，そこから将来の一定期間における地震発生確率を評価することができる．ただし，前年度までに開発した繰り返し地震活動の予測手法は，応力蓄積率の将来推移の予測がやや不安定なために，将来の地震発生確率の評価も安定しないという課題があった．そのため，応力蓄積率を表現するスプライン関数の時間推移に平滑化罰則だけでなく平均回帰を促進するL2罰則項を加えることで，過去の時間推移だけでなく将来予測をより安定化した手法を開発した．
さらに，研究分担者と連携して実施している東北地方太平洋沖の繰り返し地震系列に対する地震発生確率評価を継続し，昨年初めに行った昨年中の繰り返し地震の予測を昨年の発生実績と比較して提案手法の予測性能を評価した．その結果，昨年中の発生確率が約6割であった1系列で地震が発生し，昨年中の発生確率が5割程度以内であった残り5系列では地震が発生しなかった．さらに，従来の定常な更新過程に基づく予測手法と比べてもブライヤースコアや平均対数尤度において優れた予測性能を持つことが実証された．
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